電力電學計量中誤差來源探析

張軍明 任思雯 張宇童 張兆峰

【摘 要】眾所周知，電學計量是電力行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的重要支柱，良好的電學計量不僅能夠保障電力企業(yè)自身的利益不受損失，而且對于保障用戶的用電利益不受侵害也發(fā)揮著重要的作用，尤其是隨著近些年我國經(jīng)濟社會飛速發(fā)展，各種發(fā)電手段不斷涌現(xiàn)，電力行業(yè)蓬勃發(fā)展，電學計量的作用日益重要，減小電學計量誤差已經(jīng)成為電力行業(yè)發(fā)展的重要任務。據(jù)此，在分析了現(xiàn)階段我國電能行業(yè)發(fā)展中電學計量的實際現(xiàn)狀基礎上，指出了目前我國電學計量誤差產生的一些原因，并且提出了一定的改進策略，以供參考。

【關鍵詞】電學計量;測量系統(tǒng);誤差來源

前言

在當前社會和經(jīng)濟發(fā)展過程中，對于電能需求量不斷增加。在電學計量實際應用中，電測量是較為關鍵的環(huán)節(jié)，當前許多非電量的測量都轉化為電信號的測量，這也使電測量在測量領域中具有極為重要的地位。特別是當前測量數(shù)字化的廣泛應用，這也使電學計量測量加快了向自動化、智能化和網(wǎng)絡化的發(fā)展。而且測量精度無論是對物質交流和技術交流都具有較大的影響，因此需要針對電學計量中誤差進行有效控制。在實際電學計量測量過程中，系統(tǒng)誤差存在一定的規(guī)律性，其對測量結果的影響可以消除掉，但在實際測量中如果沒有及時發(fā)現(xiàn)存在的系統(tǒng)誤差，則會影響計量檢定和校準的精準性，嚴重影響到檢定結果。另外，計量儀器的測量精度還會對產品質量和具體經(jīng)濟效益帶來一定的影響，因此做好電學計量校準和檢定工作是十分必要的。

1電學計量內涵及目前我國電學計量現(xiàn)狀概述

1.1電學計量內涵分析

電學計量的內涵延伸到我國的電學計量裝置，電學計量的內涵可以一定程度地闡釋為通過直接計量或者傳感器計量的方式來進行電能消耗記錄的方式手段。而且隨著電網(wǎng)類型、各種電學計量方式的增加，電學計量也在逐漸被全新地定義，電學計量不僅僅是關注以往的傳統(tǒng)電力消耗的記錄，而且逐漸關注電能的利用效率及利用方向等多方面，尤其在不同時間段或者不同儀器設備下的電能壓力表現(xiàn)，也在不斷地革新電學計量的內涵定義。

1.2實際電學計量發(fā)展現(xiàn)狀概述

目前我國的電力行業(yè)蓬勃發(fā)展，各種發(fā)電設備不斷涌現(xiàn)，電力儲存設備也在日新月異，這也就導致了在電學計量發(fā)展的過程中，需要進行作業(yè)的工作量更大。由于電能總量的基數(shù)擴大后，電學計量中的誤差便會被如同放大鏡一般顯現(xiàn)出來，即使是微小的誤差，也會因為龐大的電力基量，而直觀地展示出來。

2電學計量中誤差來源分析

2.1主觀因素

在實際電測量過程中，由于需要由人為進行控制，這也使測量過程中受人為因素影響較大。當測量人員對系統(tǒng)操作及測量知識不熟悉的情況下，必然會影響測量結果。同時在實際校準過程中，操作人員在長期工作中養(yǎng)成了一些個人習慣和思維模式，這也容易導致誤差產生。特別是在實際機械切換過程中，操作人員熟練度不同會產生不同的電阻，同時電阻箱插入力與旋轉力不同也會產生不同的電阻。當使用校準器過程中，具體的操作習慣和校準方法，也會對電測量結果帶來影響。因此在實際工作中，需要針對測量人員定期開展專業(yè)性培訓，使其能夠熟悉操作儀器，，并遵循標準步驟來進行操作，觀察讀數(shù)時要注意角度。在具體驗證過程中要根據(jù)驗證要求和程序來選擇適宜的驗證工具和校準方法，有效的保證測量結果的精準性。

2.2客觀因素

2.2.1外界環(huán)境因素

在實際電路測量時，受外界環(huán)境因素影響較大。一般情況下電路之間使用的絕緣體會產生電容，而且在通電情況下電容器在對交換電轉換過程中會出現(xiàn)電流泄漏問題，這必然會對測量儀器的讀數(shù)帶來一定的影響。而且當電路之間存在交流電時，還會有溫差熱功率產生，導致電路元件間溫度發(fā)生變化。在測量環(huán)境中存在磁場時，磁場會影響到直流回路及交流電的各種元件，因此在測量過程中要給予充分的重視。另外，在實際測量過程中，空氣濕度和溫度變化會導致空氣介電常數(shù)發(fā)生變化，導致電容器中電容發(fā)生改變，從而影響具體的測量結果。因此需要針對測量環(huán)境中的磁場、溫度和濕度進行有效控制，確保其滿足具體的測量環(huán)境要求。

2.2.2電路因素

標準計量檢定設備通常由標準設備與輔助設備相連，一旦輔助設備存在質量問題，或是性能達不到要求，在實際計量過程中很難發(fā)現(xiàn)，這必然會導致檢定過程中誤差的產生。而且對于這些輔助設備的管控不嚴格，因此即使存在問題也不容易發(fā)生。針對輔助設備問題需要強化對其進行管控，確保其保持良好的性能，有效的減少測量誤差的發(fā)生。

在實際檢定過程中使用的組件也會直接影響到具體的驗證結果。因此在實際測量過程中，要針對輔助測量工具及部件的誤差進行綜合考慮，針對其可能會對測量結果帶來的影響進行計算，進一步保證測量和檢定的準確性。在具體校準和檢定工作中，由于被測量需要穿過測試線接線柱以及各種觸點，從而增加了實際電路中的電阻負載，但在實際檢定過程中由于電阻較小而通常被忽略掉。但當對于精度具有較高要求時，線路電阻會對檢定結果帶來一定的影響。在具體檢定過程中，轉換開關是較為常用的儀器元件，而且其電阻值呈現(xiàn)出動態(tài)變化的狀態(tài)。在具體轉換過程中電阻會發(fā)生變化，這不僅會影響檢定結果，還會導致系統(tǒng)誤差產生。在具體檢定過程中存在通信場景時，則還要針對電線、節(jié)點和端子的電容和電感的影響進行考慮。另外，在實際測量過程中，選擇的測量補償方法沒有進行細度調整時，則指示器會出現(xiàn)較大的偏轉，無法實現(xiàn)絕對平衡，從而導致結果出現(xiàn)誤差。因此在實際測量和檢定過程中要針對于這些易產生誤差的環(huán)節(jié)進行有效控制。

2.2.3組件因素

標準設備中其他設備的影響：標準設備通常與其他設備結合進行測量，輔助設備的準確度等級高低也會直接影響測量精度，輔助設備的性能與系統(tǒng)誤差的產生直接相關。

其它部件的誤差：連接到電氣校準電路的元件或輔助測量工具的誤差將直接影響測量結果的準確性。線路接觸和導體電阻的干擾：電測量的測量需要通過一根導線與每個觸點連接，電阻的存在也會導致其測量驗證的誤差。開關變化干擾：電氣驗證需要涉及開關的操作。開關接觸電阻的變化會引起開關的變化，直接降低校準結果的準確性。在補償法測量中，如果細度調整不夠，則指示偏差過大，不平衡，估計檢測結果。靈敏度閾值不夠：電測量電路的靈敏度問題非常普遍。在電路測量過程中，需要在供電條件下進行。但是，在頻率測量過程中，電路中的電網(wǎng)頻率會對測量產生一定的影響。當直流電進入電路時，一般會進行濾波操作，但如果做得不好，直流中會有一定量的交流電，造成較大的誤差。在測量過程中，如果設置電壓值并且靈敏度大于測量值，則指示燈不會改變，從而導致較大的誤差。因此，為了提高測量結果的準確性，在測量過程中應盡量保證電流和電壓的穩(wěn)定，并定期檢查電源，以盡量減少這些不穩(wěn)定因素對電路的影響。

3電學計量誤差改進策略概述

3.1加強電學計量設備保護，防止人為干擾破壞

對于電學計量誤差減小，首先需要著重注意的便是加強電學計量設備的保護，保障電學計量設備不受到自然環(huán)境及人為干擾的影響。例如：在實際的電能設備設計時，可以加強電學計量設備自身的堅固程度或者提升其抗干擾的能力，讓電學計量設備可以更好更安全地進行電學計量工作。

3.2優(yōu)化電學計量方法，從根本上加強電學計量的準確性

對于通過互感法進行電學計量的方式，一定程度上可以通過優(yōu)化的方式來進行精度的提高，相應的電力企業(yè)可以投入一定量的資金將改進電學計量方法，從根本上提升電學計量的精度，也可以通過電學計量一般設備的普及，提升整個電學計量的社會平均計量水平。因此可以通過外在一般設備的改變或者計量方式的優(yōu)化這兩種方式來提升電學計量的精度。

3.3優(yōu)化電學計量設備，及時進行設備更新

對于電學計量設備精度的提升，我們可以基于目前我國蓬勃發(fā)展的計算機行業(yè)，通過強大的技術支持提升電學計量設備的精度，尤其是隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展和普及，各種多功能的電學計量設備不斷出現(xiàn)，及時更新電學計量設備也是提升電學計量精度的又一重要方面。

結束語

隨著我國經(jīng)濟社會的飛速發(fā)展，居民及工業(yè)用電量不斷增加，電學計量的重要性也不斷顯現(xiàn)，提升電力行業(yè)電學計量精度，已經(jīng)成為電力行業(yè)發(fā)展中的重要任務。

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（作者單位：1山東省黃河計量研究院;2山東北方濱海機器有限公司;3山東山博電機集團有限公司;4浪潮電子信息產業(yè)股份有限公司）